专利名称：一种利用多个异频射频模块实现相关宽带发送信号的方法
技术领域：
本发明涉及一种利用多个异频射频模块实现相关宽带发送信号的方法，属 于无线与移动通信技术领域。
背景技术：
随着无线通信与网络技术的不断发展，广大用户对无线移动通信系统的速 率和可靠性都提出了更高的要求。而根据信息论准则，更高的传输速率依赖于 系统更高的带宽，未来通信系统必然会采用更大带宽进行传输。在新的通信系 统中，采用新的通信频段和更大带宽，需要对该频段的宽带信道传播特性进行 详细的研究和刻画，进而建立该系统的信道模型。对于宽带无线信道的测量与 建模一直是多天线技术的研究热点，只有通过实际测量，掌握无线信道的关键
参数，并根据测量结果建立相应的信道模型，为MIMO等下一代移动通信关4建 技术提供理论和测试依据。
信道测量仪(Channel Sounder)设计是对MIMO无线信道进行测量的基础， 但是由于射频器件和数模转换器件的带宽限制，信道测量仪的单个射频发射带 宽往往是受限的，不能满足更高带宽信道测试的需要。而要使用单个射频发射 较大带宽，由于DA转换器和射频器件的限制，其成本和设计复杂度往往也是 不可接受的。要实现宽带测试，需要同时使用多个发射射频单元，而不同的发 射射频单元之间是不相关的，即发送的信号即使频段相邻，但是相位之间并没 有相关性，导致两个发射射频单元发出的宽带信号在相位上不连续。要得到宽 带信号，不能简单使用二者发送信号的频域拼接。
发明内容
针对现有无线信道测量设备中存在的带宽有限的问题，本发明提出了一种 利用多个异频射频才莫块实现相关宽带发送信号的方法。其特征在于，所述方法
依次含有以下步骤
步骤l:发射端射频单元l发送带宽为(y;-*，乂+*)的宽带信号的同时，发 送频率为,+香的正弦信号，乂为射频单元l的载频，^为射频单元1所能发送 信号的带宽，《为射频单元1实际发送信号的带宽，S;^S,;
步骤2:发射端射频单元2的载频/2和带宽52满足,+争=/2-脊，使用发
射端射频单元2对发射端射频单元i发出的频率为y;+鲁的正弦信号进行解调，
确定发射端射频单元2和发射端射频单元2的相差^;
步骤3:使用发射端射频单元2发送带宽为(/2 -脊，/2 +争的宽带信号，《为 射频单元2实际发送信号的带宽，巧^52，利用相位旋转方法，使得该宽带信号 的相位旋转^;
步骤4:使用发射端射频单元2在发送带宽为(《-脊，/2 +争的宽带信号的 同时，发送频率为^+争的正弦信号；
步骤5:发射端射频单元A的载频力和带宽&满足U^^/;- ，使用 发射端射频单元A对发射端射频单元A-7发出的频率为的正弦信号进行 解调，确定发射端射频单元A:-7和发射端射频单元A:的相差^i^;
步骤6:使用发射端射频单元A发送带宽为(厶的宽带信号，《为 射频单元A实际发送信号的带宽，万;^A，利用相位旋转方法，使得该宽带信号
的相位i走转^k.j;
步骤7:使用发射端射频单元A在发送带宽为(入-孕,A +孕)的宽带信号的同时，发送频率为/; + ，々正弦信号；
步骤8:重复步骤5-6,直到A等于所拟采用的总发射射频单元数量N为止。
根据本发明的方法，发端射频单元依次通过对上一个射频单元发送正弦信 号进行测量，得到该频点的发射相位，在实际发送过程中，通过相位旋转等手 段，就可以实现宽带信号的相干发送。
本发明在实际应用中，可以解决发送带宽受限的问题，更好的了解无线信 道的频率特性，提高对时延等参数的测量精度，在无线定位技术中可以提高定 位的精度。
本方法可以用于各种信道测量设备和无线定位设备中。
图1示出了基于本发明的一种可以实际应用的发射机结构。 图2示出了本发明中不同射频单元发送信号的一种形式。
具体实施例方式
下面参照附图并结合实例来说明本发明实现相干宽带信号发送的方式。 在本发明当中，设7V个射频单元使用同一个本振(LO)，各射频单元有不同 的中心频率y;,/2,…,^;发送带宽分别为s,，A,...,^。
实际信道测试过程中，基带信号可以是宽带的Chirp序列、PN序列或 Multitone序列等。使用发射单元1发射双边带宽为A的基带信号的同时，发送 一个频率为l^正弦信号，通过上变频、凄M莫转换等处理后，转换到载频乂上。
第"("=1,2,...,7\0个发射单元发送信号的格式和发射单元1类似，分别发送双 边带宽为A的基带信号和一个频率为 的单音，转换到载频/ 上。发射单元1发送的射频信号除通过天线辐射出去以外，同时一部分能量通
过耦合器输入到发射单元2中，通过滤波器得到频率为/+:|的正弦信号，其相 位为exp(-y'(2;r/Z + A(0)) ， ^(0为发射单元1的相位噪声。在发射单元2内部，使
用频率,2对该正弦信号进行下变频，得到复正弦信号 exp(-y(2;r(/2-,y+ 《(0》，A(,)为发射单元2的相位噪声。复正弦信号
exp(-7'(2;r(/2 - 乂)f + 02(0 -经过滤波和才莫数转换，与exp(_/2;r(/2 - /))相乘，即 可得到exp(-AAW-A(0))，经过鉴相器等手段，即可得到发射单元2和发射单元 1的相差A(r)-^(0。
发射单元2所要发送的基带信号，首先通过移相器等方式，旋转^W-A(/)相
位，然后再和一个频率为&的单音相加后，进行上变频、数模转换之后，将信
2
号变频到射频《上，通过天线进行发送。
发射单元& (fe2)的检测和发送过程类似于发射单元2,通过级联方式，
理论上可以实现任意带宽的宽带无线信号的相干发送。
对于级联的最后一级发射单元，可以发送人+,的单音，也可以不发送。
本方法可以用于信道测量，也可以用于无线定位设备等其他需要发送高带 宽信号的设备。
尽管已参照附图对本发明进行了描述，然而，对于熟悉本领域技术的人员 来说，显而易见的是，可在不背离由所附权利要求限定的本发明宗旨和范围的 情况下，对本发明的思想应用到不同的具体实例中去。这里的描述只是说明性 的，而完全不应认为是限制性的。本发明的专利保护范围由所附权利要求给出， 而不是前面的说明。因此所有落在权利要求范围内的各种变型和等效形式都应 属于本发明的专利保护范围之内。
权利要求
1. 一种利用多个异频射频模块实现相关宽带发送信号的方法，其特征在于，所述方法依次含有以下步骤步骤1发射端射频单元1发送带宽为的宽带信号的同时，发送频率为的正弦信号，f1为射频单元1的载频，B1为射频单元1所能发送信号的带宽，为射频单元1实际发送信号的带宽，步骤2发射端射频单元2的载频f2和带宽B2满足使用发射端射频单元2对发射端射频单元1发出的频率为的正弦信号进行解调，确定发射端射频单元2和发射端射频单元1的相差步骤3使用发射端射频单元2发送带宽为的宽带信号，为射频单元2实际发送信号的带宽，利用相位旋转方法，使得该宽带信号的相位旋转步骤4使用发射端射频单元2在发送带宽为的宽带信号的同时，发送频率为的正弦信号；步骤5发射端射频单元k的载频fk和带宽Bk满足使用发射端射频单元k对发射端射频单元k-1发出的频率为的正弦信号进行解调，确定发射端射频单元k-1和发射端射频单元k的相差步骤6使用发射端射频单元k发送带宽为的宽带信号，为射频单元k实际发送信号的带宽，利用相位旋转方法，使得该宽带信号的相位旋转步骤7使用发射端射频单元k在发送带宽为的宽带信号的同时，发送频率为的正弦信号；步骤8重复步骤5-6，直到k等于所拟采用的总发射射频单元数量N为止。
2. 根据权利要求1所述的利用多个异频射频模块实现相关宽带发送信号的 方法，其特征在于，所述方法用于两个射频单元。
3. 根据权利要求1所述的利用多个异频射频模块实现相关宽带发送信号的 方法，其特征在于，所述方法用于三个及三个以上射频单元。
4. 根据权利要求1所述的利用多个异频射频模块实现相关宽带发送信号的 方法，其特征在于，步骤3所述相位旋转方法为对发送基带信号进行相位旋转。
5. 根据权利要求1所述的利用多个异频射频模块实现相关宽带发送信号的 方法，步骤3所述相位旋转方法为对发送中频信号进行相位旋转。
6. 根据权利要求1所述的利用多个异频射频模块实现相关宽带发送信号的 方法，步骤3所述相位旋转方法为对发送射频信号进行相位旋转。
全文摘要
一种利用多个异频射频模块实现相关宽带发送信号的方法，属于无线与移动通信技术领域，其特征在于，发射端相邻两个射频单元在实际发送带宽为B’的宽带信号时，该两个相邻的射频单元的载频f和可能发送的带宽B要满足f<sub>1</sub>+(B<sub>1</sub>/2)＝f<sub>2</sub>-(B<sub>2</sub>/2)，B<sub>1</sub>’≤B<sub>1</sub>，同时上一个射频单元要发送一个频率为f<sub>1</sub>+(B<sub>1</sub>/2)的正弦信号，供下一个射频单元对这个正弦信号进行解调，以确定该两个相邻射频单元的相差，此后，下一个射频单元在实际发送过程中，使要发射的宽带信号再旋转一个所述相差的角度，以实现宽带信号的相干发送。本发明解决了发送带宽受限的问题，同时，也有助于提高对时延参数的测量精度。
文档编号H04B1/707GK101499984SQ200910078508
公开日2009年8月5日 申请日期2009年2月25日 优先权日2009年2月25日
发明者周世东, 周春晖, 焱 张, 张秀军, 京 王, 许希斌, 赵熠飞, 翔 陈 申请人:清华大学